Laske nesteen virtausnopeus gallonoina minuutissa (GPM) putken halkaisijan ja virtausnopeuden perusteella. Olennaista putkistosuunnittelussa, kastelussa ja hydraulisissa järjestelmissä.
Laske virtausnopeus gallonia minuutissa putken halkaisijan ja virtausnopeuden perusteella.
Virtausnopeus lasketaan seuraavalla kaavalla:
GPM = 2.448 × (diameter)² × velocity
Gallons Per Minute (GPM) virtaustyökalu on olennainen työkalu nesteen määrän määrittämiseksi, joka virtaa putken läpi aikayksikköä kohti. Tämä laskuri tarjoaa yksinkertaisen menetelmän virtaustasojen laskemiseen putken halkaisijan ja nesteen nopeuden perusteella. Olitpa sitten putkimies, joka mitoittaa asuinvesijärjestelmää, insinööri, joka suunnittelee teollista putkistoa, tai omakotitalon omistaja, joka selvittää vesivirtaongelmia, GPM:n ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää tehokkaiden ja toimivien nesteiden kuljetusjärjestelmien varmistamiseksi. Laskurimme yksinkertaistaa tätä prosessia soveltamalla standardivirtauskaavaa tarkkojen GPM-mittausten tuottamiseksi vähäisillä syöttötiedoilla.
GPM, eli Gallons Per Minute, on Yhdysvalloissa ja joissakin muissa maissa, jotka käyttävät imperialistista mittausjärjestelmää, standardoitu mittayksikkö nestevirtaustasolle. Se edustaa nesteen määrää (galloina), joka kulkee tietyn pisteen läpi järjestelmässä yhden minuutin aikana. Tämä mittaus on kriittinen:
Ymmärtäminen järjestelmäsi GPM:stä on välttämätöntä, jotta vesi tai muut nesteet toimitetaan oikealla nopeudella niiden suunniteltua käyttöä varten, olipa kyseessä kotitalouden vesihuolto, kentän kastelu tai teollisen laitteiston jäähdytys.
Virtaustaso gallonoina minuutissa voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
Missä:
Tämä kaava on johdettu perusvirtauskaavasta:
Missä:
Pyöreän putken osalta alue on:
Muuntaakseen tämän gallonoiksi minuutissa, kun halkaisija on tuumina ja nopeus jaloissa sekunnissa:
Yksinkertaistamalla:
Tämä antaa meille vakion 2.448, joka sisältää kaikki muunnostekijät, jotka tarvitaan tuloksen ilmaisemiseen gallonoina minuutissa.
Gallons Per Minute virtaustyökalun käyttäminen on yksinkertaista ja suoraviivaista:
Syötä putken halkaisija: Syötä putkesi sisähalkaisija tuumina. Tämä on se todellinen sisähalkaisija, jossa neste virtaa, ei putken ulkohalkaisija.
Syötä virtausnopeus: Syötä nesteen nopeus jaloissa sekunnissa. Jos et tiedä nopeutta mutta sinulla on muita mittauksia, katso usein kysyttyjä kysymyksiä -osio vaihtoehtoisista laskentamenetelmistä.
Napsauta Laske: Laskuri käsittelee syötteesi automaattisesti ja näyttää virtaustason gallonoina minuutissa.
Tarkista tulokset: Lasketut GPM:t näytetään yhdessä visuaalisen esityksen kanssa paremman ymmärryksen saavuttamiseksi.
Kopioi tai jaa tulokset: Voit helposti kopioida tulokset asiakirjoihisi tai jakaa ne kollegoiden kanssa.
Käydään läpi esimerkkilaskenta:
Käyttämällä kaavaa: GPM = 2.448 × D² × V GPM = 2.448 × 2² × 5 GPM = 2.448 × 4 × 5 GPM = 48.96
Siksi virtaustaso on noin 48.96 gallonaa minuutissa.
GPM-laskurilla on lukuisia käytännön sovelluksia eri teollisuudenaloilla ja tilanteissa:
Maisemasuunnittelija suunnittelee kastelujärjestelmää kaupalliselle kiinteistölle. Pääsyöttölinjalla on 1,5 tuuman halkaisija, ja vesi virtaa 4 jalkaa sekunnissa. Käyttämällä GPM-laskuria:
GPM = 2.448 × 1.5² × 4 GPM = 2.448 × 2.25 × 4 GPM = 22.03
Nopeudella noin 22 GPM käytettävissä suunnittelija voi nyt määrittää, kuinka monta kastelualueetta voi toimia samanaikaisesti ja valita sopivat suihkusuuttimet niiden yksittäisten virtaustarpeiden perusteella.
Vaikka laskurimme käyttää putken halkaisijaa ja nopeutta, on muitakin tapoja mitata tai arvioida virtaustasoa:
Suora mittaus virtausmittareilla on tarkin menetelmä. Tyyppejä ovat:
Pienemmille järjestelmille:
Paineen mittausten ja putken ominaisuuksien avulla virtausta voidaan arvioida käyttämällä Hazen-Williams- tai Darcy-Weisbach-kaavoja.
Nestevirran mittaaminen on kehittynyt merkittävästi ihmiskunnan historian aikana:
Varhaiset sivilisaatiot kehittivät yksinkertaisia menetelmiä veden virran mittaamiseksi kasteluun ja vesijakelujärjestelmiin:
Gallons per minute (GPM) -yksikkö standardoitiin Yhdysvalloissa putkistojärjestelmien kehittyessä ja vaadittaessa johdonmukaisia mittausmenetelmiä:
Nykyään GPM on edelleen standardi virtaustason mittaus Yhdysvaltain putkistossa, kastelussa ja monissa teollisissa sovelluksissa, kun taas suurin osa maailmasta käyttää litroina minuutissa (LPM) tai kuutiometreinä tunnissa (m³/h).
GPM (Gallons Per Minute) mittaa veden määrää, joka virtaa putken läpi minuutissa, kun taas vesipaine (yleensä mitattuna PSI - paunaa neliötuumaa kohti) osoittaa voiman, jolla vettä työntyy putken läpi. Vaikka ne liittyvät toisiinsa, ne ovat erilaisia mittauksia. Järjestelmä voi olla korkea paine mutta alhainen virta (kuten neulavuoto), tai korkea virta suhteellisen alhaisella paineella (kuten avattu joki).
Yleiset muunnokset sisältävät:
Tyypillinen asuinrakennus tarvitsee noin:
Erityiset kalusteet vaativat omat vaatimuksensa:
Putken materiaali vaikuttaa virtaustasoon sen sisäisen karheuden kertoimen kautta:
Alimitoitetut putket voivat aiheuttaa useita ongelmia:
Voit arvioida virtausnopeuden seuraavilla menetelmillä:
Kyllä, veden lämpötila vaikuttaa tiheyteen ja viskositeettiin, mikä voi vaikuttaa virtaustekijöihin:
GPM-kaava (2.448 × D² × V) on tarkka:
Tarkkuus voi heikentyä:
Tämä laskuri on kalibroitu vedelle. Muille nesteille:
Suositellut virtausnopeudet vaihtelevat sovelluksen mukaan:
Liian korkeat nopeudet voivat aiheuttaa:
Tässä on esimerkkejä siitä, kuinka laskea GPM eri ohjelmointikielillä:
1' Excel-kaava GPM-laskentaan
2=2.448*B2^2*C2
3
4' Excel VBA -funktio
5Function CalculateGPM(diameter As Double, velocity As Double) As Double
6 If diameter <= 0 Then
7 CalculateGPM = CVErr(xlErrValue)
8 ElseIf velocity < 0 Then
9 CalculateGPM = CVErr(xlErrValue)
10 Else
11 CalculateGPM = 2.448 * diameter ^ 2 * velocity
12 End If
13End Function
14
1def calculate_gpm(diameter_inches, velocity_ft_per_sec):
2 """
3 Laske virtaustaso gallonoina minuutissa (GPM)
4
5 Args:
6 diameter_inches: Putken sisähalkaisija tuumina
7 velocity_ft_per_sec: Nesteen nopeus jaloissa sekunnissa
8
9 Returns:
10 Virtaustaso gallonoina minuutissa
11 """
12 if diameter_inches <= 0:
13 raise ValueError("Halkaisijan on oltava suurempi kuin nolla")
14 if velocity_ft_per_sec < 0:
15 raise ValueError("Nopeus ei voi olla negatiivinen")
16
17 gpm = 2.448 * (diameter_inches ** 2) * velocity_ft_per_sec
18 return round(gpm, 2)
19
20# Esimerkkikäyttö
21try:
22 pipe_diameter = 2.0 # tuumaa
23 flow_velocity = 5.0 # jalkaa sekunnissa
24 flow_rate = calculate_gpm(pipe_diameter, flow_velocity)
25 print(f"Virtaustaso: {flow_rate} GPM")
26except ValueError as e:
27 print(f"Virhe: {e}")
28
1/**
2 * Laske virtaustaso gallonoina minuutissa (GPM)
3 * @param {number} diameterInches - Putken sisähalkaisija tuumina
4 * @param {number} velocityFtPerSec - Nesteen nopeus jaloissa sekunnissa
5 * @returns {number} Virtaustaso gallonoina minuutissa
6 */
7function calculateGPM(diameterInches, velocityFtPerSec) {
8 if (diameterInches <= 0) {
9 throw new Error("Halkaisijan on oltava suurempi kuin nolla");
10 }
11 if (velocityFtPerSec < 0) {
12 throw new Error("Nopeus ei voi olla negatiivinen");
13 }
14
15 const gpm = 2.448 * Math.pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
16 return parseFloat(gpm.toFixed(2));
17}
18
19// Esimerkkikäyttö
20try {
21 const pipeDiameter = 2.0; // tuumaa
22 const flowVelocity = 5.0; // jalkaa sekunnissa
23 const flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
24 console.log(`Virtaustaso: ${flowRate} GPM`);
25} catch (error) {
26 console.error(`Virhe: ${error.message}`);
27}
28
1/**
2 * Apuluokka virtaustasojen laskemiseen
3 */
4public class FlowCalculator {
5
6 /**
7 * Laske virtaustaso gallonoina minuutissa (GPM)
8 *
9 * @param diameterInches Putken sisähalkaisija tuumina
10 * @param velocityFtPerSec Nesteen nopeus jaloissa sekunnissa
11 * @return Virtaustaso gallonoina minuutissa
12 * @throws IllegalArgumentException, jos syötteet ovat virheellisiä
13 */
14 public static double calculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec) {
15 if (diameterInches <= 0) {
16 throw new IllegalArgumentException("Halkaisijan on oltava suurempi kuin nolla");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0) {
19 throw new IllegalArgumentException("Nopeus ei voi olla negatiivinen");
20 }
21
22 double gpm = 2.448 * Math.pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
23 // Pyöristä 2 desimaaliin
24 return Math.round(gpm * 100.0) / 100.0;
25 }
26
27 public static void main(String[] args) {
28 try {
29 double pipeDiameter = 2.0; // tuumaa
30 double flowVelocity = 5.0; // jalkaa sekunnissa
31 double flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
32 System.out.printf("Virtaustaso: %.2f GPM%n", flowRate);
33 } catch (IllegalArgumentException e) {
34 System.err.println("Virhe: " + e.getMessage());
35 }
36 }
37}
38
1#include <iostream>
2#include <cmath>
3#include <stdexcept>
4#include <iomanip>
5
6/**
7 * Laske virtaustaso gallonoina minuutissa (GPM)
8 *
9 * @param diameterInches Putken sisähalkaisija tuumina
10 * @param velocityFtPerSec Nesteen nopeus jaloissa sekunnissa
11 * @return Virtaustaso gallonoina minuutissa
12 * @throws std::invalid_argument, jos syötteet ovat virheellisiä
13 */
14double calculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec) {
15 if (diameterInches <= 0) {
16 throw std::invalid_argument("Halkaisijan on oltava suurempi kuin nolla");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0) {
19 throw std::invalid_argument("Nopeus ei voi olla negatiivinen");
20 }
21
22 double gpm = 2.448 * std::pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
23 return gpm;
24}
25
26int main() {
27 try {
28 double pipeDiameter = 2.0; // tuumaa
29 double flowVelocity = 5.0; // jalkaa sekunnissa
30
31 double flowRate = calculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
32
33 std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
34 std::cout << "Virtaustaso: " << flowRate << " GPM" << std::endl;
35 } catch (const std::exception& e) {
36 std::cerr << "Virhe: " << e.what() << std::endl;
37 return 1;
38 }
39
40 return 0;
41}
42
1using System;
2
3public class FlowCalculator
4{
5 /// <summary>
6 /// Laske virtaustaso gallonoina minuutissa (GPM)
7 /// </summary>
8 /// <param name="diameterInches">Putken sisähalkaisija tuumina</param>
9 /// <param name="velocityFtPerSec">Nesteen nopeus jaloissa sekunnissa</param>
10 /// <returns>Virtaustaso gallonoina minuutissa</returns>
11 /// <exception cref="ArgumentException">Heitetään, kun syötteet ovat virheellisiä</exception>
12 public static double CalculateGPM(double diameterInches, double velocityFtPerSec)
13 {
14 if (diameterInches <= 0)
15 {
16 throw new ArgumentException("Halkaisijan on oltava suurempi kuin nolla");
17 }
18 if (velocityFtPerSec < 0)
19 {
20 throw new ArgumentException("Nopeus ei voi olla negatiivinen");
21 }
22
23 double gpm = 2.448 * Math.Pow(diameterInches, 2) * velocityFtPerSec;
24 return Math.Round(gpm, 2);
25 }
26
27 public static void Main()
28 {
29 try
30 {
31 double pipeDiameter = 2.0; // tuumaa
32 double flowVelocity = 5.0; // jalkaa sekunnissa
33
34 double flowRate = CalculateGPM(pipeDiameter, flowVelocity);
35 Console.WriteLine($"Virtaustaso: {flowRate} GPM");
36 }
37 catch (ArgumentException e)
38 {
39 Console.Error.WriteLine($"Virhe: {e.Message}");
40 }
41 }
42}
43
Seuraava taulukko tarjoaa yhteisiä GPM-arvoja eri sovelluksille auttaakseen sinua tulkitsemaan laskentatuloksiasi:
Sovellus | Tyypillinen GPM-alue | Huomautuksia |
---|---|---|
Kylpyhuoneen hana | 1.0 - 2.2 | Nykyiset veden säästöhanat ovat alhaisemmassa päässä |
Keittiöhana | 1.5 - 2.5 | Irrotettavat suihkut voivat olla eri virtaustasoilla |
Suihkupää | 1.5 - 3.0 | Liittovaltion määräykset rajoittavat 2.5 GPM:ään max |
Kylpyammehana | 4.0 - 7.0 | Korkeampi virtaus nopeaa ammeen täyttämistä varten |
WC | 3.0 - 5.0 | Hetkellinen virta flushin aikana |
Astianpesukone | 2.0 - 4.0 | Virta täyttöjaksojen aikana |
Pesukone | 4.0 - 5.0 | Virta täyttöjaksojen aikana |
Puutarhaletku (⅝") | 9.0 - 17.0 | Vaihtelee veden paineen mukaan |
Nurmikkosuihku | 2.0 - 5.0 | Per suihkusuutin |
Palohydrauli | 500 - 1500 | Palontorjuntatoimintoja varten |
Asuinvesihuolto | 6.0 - 12.0 | Tyypillinen koko talon huolto |
Pieni kaupallinen rakennus | 20.0 - 100.0 | Riippuu rakennuksen koosta ja käytöstä |
American Water Works Association. (2021). Water Meters—Selection, Installation, Testing, and Maintenance (AWWA Manual M6).
American Society of Plumbing Engineers. (2020). Plumbing Engineering Design Handbook, Volume 2. ASPE.
Lindeburg, M. R. (2018). Civil Engineering Reference Manual for the PE Exam. Professional Publications, Inc.
International Association of Plumbing and Mechanical Officials. (2021). Uniform Plumbing Code.
Cengel, Y. A., & Cimbala, J. M. (2017). Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications. McGraw-Hill Education.
U.S. Department of Energy. (2022). Energy Efficiency & Renewable Energy: Water Efficiency. https://www.energy.gov/eere/water-efficiency
Environmental Protection Agency. (2021). WaterSense Program. https://www.epa.gov/watersense
Irrigation Association. (2020). Irrigation Fundamentals. Irrigation Association.
Meta Description: Laske nestevirtaustaso gallonoina minuutissa (GPM) helposti käytettävällä laskurillamme. Syötä putken halkaisija ja nopeus saadaksesi tarkat virtaustasot putkistoon, kasteluun ja teollisiin sovelluksiin.
Löydä lisää työkaluja, jotka saattavat olla hyödyllisiä työnkulullesi